資料科學家（Data Scientist）的價值所在：美國遊說活動資料實例分析

這裡用一個美國遊說活動的資料為例，說明資料科學家（Data Scientist）到底在做什麼。

上個月的 Data Science DC Meetup 會議中，一些來自 Sunlight Foundation 的研究者報告了一些使用進階資料分析與視覺化的方法，使一般的文字資料更容易讓人理解。

其中有一些資料是關於美國遊說活動（lobbying activities）的開放性原始資料，而任何人也都可以在遵守 FOIA（Freedom of Information Act）條款下取得這些資料，但是這些資料如果沒有經過整理，你可能很難完全消化，因為這個原始資料沒有特定的結構，都是一般的文字報告，就像這樣：

如果只有幾份報告，那是沒什麼問題，但是現在這種報告有 7814 份，包含 987 個法案、678 個機構、170 種行業，這些報告都是近年來（2007 年至 2012 年）跟移民法案（immigration bills）相關的遊說報告，我們有興趣的是有沒有什麼資訊隱藏在這將近八千份的文件中，因為沒有人有辦法一次看完將近八千份文件，所以我們會需要一些資料科學家來幫忙做分析。

Sunlight 的資深員工 Lee Drutman 與它的同事決定來著手處理這些資料，他們從這些雜亂的報告中拿出部份的資料，轉換成比較有意義的內容，藉此看出各行各業的遊說活動與移民改個法案的關係，他們所使用的方法是將這些資料轉換為互動式的網路圖，你可看出哪些是大家關心的議題，大家如何積極爭取他們的權益。

Lee 在會議中報告了他處理這個資料的技術細節，包含如何蒐集這些資料、使用統計方法分析、然後產生這些圖等。當他拿到這些資料時，經過他們團隊的評估，他們認為如果使用網路圖的呈現方式會讓這些資料更有意義。

在實際分析各行業遊說活動與移民改革法案之間的關係之前，必須先了解這些各式各樣法案之間的關係，Sunlight 的研究人員 Zander Furnas 解說了如何使用 Latent Semantic Analysis 從改革法案文件的 subtopic 欄位找出法案之間的相似度，他與他的團隊將每一個法案以一個向量（vector）來表示，使用法案的簡述（因為完整的法案太冗長了）建立語料庫（corpus），當每個法案都以向量的形式表示時，他們只要比較這些向量就可以得到其相似程度了，而比較的方法則是使用 Hierarchical Agglomerative Clustering（HAC）這個演算法，再配合 Ward’s method 來決定 linkage criteria，最後就得到一個比較平均的分群結果：

HAC 分析所輸出的資料是一個 dendrogram（上圖），接著就要使用網路圖將這個資料與遊說活動的資料結合。

首先 Zander 說明了 Sunlight 團隊如何使用二分圖（bipartite graph）來建立這個網路，第一類的 node 代表行業，第二類的 node 代表個別的法案，而 edge 則是從第一類的 node 連到第二類的 node 上（也就是從各個行業連到他們所遊說的法案上），而 edge 的權重（weight）就是依照遊說活動的數量來決定（也就是遊說報告的數量），這樣的網路圖雖然保有很精確的資訊，但是在視覺上其實很難看出什麼東西：

接著 Zander 說明如何化簡這張網路圖的方法，他將那些比較少進行遊說活動的行業剔除，只要某個行業所參與的遊說活動數量低於一個門檻值，就把它的資料拿掉不看，而所使用的方法是 K-Core sub-graph 方法（degeneracy 設為 3），經過 K-Core 的篩選之後，得到的網路圖雖然比較乾淨，但視覺上還是有點凌亂。接著他們使用 Gephi（一個開放原始碼的視覺化工具）的 OpenOrd layout 功能，把這些資料整理後產生一些比較緊密的群集，然後他又再使用加權的 nodes（行業與法案的權重都來自於它們的遊說活動數量）來改善整張網路圖。

在 Zander 分析完成後，又交給 Sunlight 的圖形設計師 Amy Cesal，她的任務就是美化 Zander 所建立的網路圖，經過他的設計之後，得到這樣的網路圖：

透過這樣比較清楚又容易理解的網路圖，我們就可以瞭解在這將近八千份的報告中，所隱藏的資訊：

1. 整體來看，我們可以看到近年來遊說活動的五大議題（也就是圖中的 A 到 F 這五個大圈圈）。
2. 如果我們將焦點放在單一個議題中（A 到 F 其中一個圈圈中），可以看到更細部的但比較雜亂的各種問題。
3. 最後，透過互動式的網路圖，我們可以探索每個議題與法案之間的關係，這裡面包含成千上萬的連結。

如果你想知道更詳細地分析報告，可以去看 Sunlight Fundation 官方部落格上的說明文章。

這裡有一點很重要，Lee、Zander 與 Amy 現在也常常進行類似這樣的資料分析，因為現在很多的機構不管是政府機關或是民營企業，每天都會有很多像這樣凌亂的資料產生，但這些資料除了取得之外，更重要的是分析它們，並轉換成一般人可以理解的形式，否則這樣的大量資料（Big Data）很快地就會變成大量垃圾（Big Garbage）。

資料科學家就是負責把這些資料轉換成大家都看得懂的形式，他們必須要有很穩固的數學與統計的基礎以及程式設計得能力，甚至要具備基本的美學概念，然後才能分析這些資料，並轉換為對大家有意義的形式。而具備這樣能力的資料科學家，其實在資料科學的領域中是很有價值的。

如果你對於這場演講有興趣，其 mp3 錄音檔可以在這裡下載。

參考資料：Data Community DC